Uji Coba Dan Analisa Struktur Speed Bump Bahan Concrete Foam Diperkuat Batang Polymeric Foam Yang Digunakan Untuk Pembangkit Daya Listrik

18
BAB 1
PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara terbesar penghasil Kelapa Sawit didunia dengan

luas area 3,76 juta Ha atau 31,4 % dari luas total kebun Kelapa Sawit di dunia. Oleh karenanya
jumlah limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) cukup banyak, yaitu 1,9 juta ton berat
kering atau setara 4 juta ton berat basah per tahun [1] yang terkumpul di industri pengolahan
minyak sawit. Pada Pabrik Kelapa Sawit (PKS) yang beroperasi di Indonesia, TKKS
dikembalikan ke Kebun Kelapa Sawit dan ditebarkan di atas permukaan tanah untuk
menghasilkan kompos. USU telah menjalin kerjasama dengan PTPN3 yang dituangkan dalam
Nota Kesepahaman (2012-2017) dalam bidang Pendidikan, pelatihan, penelitian, dan Pengabdian
pada Masyarakat [2].
Berdasarkan kerjasama tersebut penulis dalam 3 tahun terakhir telah memanfaatkan TKKS
untuk produk teknologi. Beberapa di antaranya telah dimanfaatkan untuk pembuatan kerucut lalu
lintas [3]. Beberapa hasil penelitian Penprinas MP3EI tahun pertama dan kedua telah
dipublikasikan, a.l.: Simulasi Parking Bumper, desain dan pembuatan Helmet Sepeda, desain dan

pembuatan bola golf, stake golf, Speed Bump, dan Genteng Ringan [3].
Material yang akan dikembangkan serta produk yang akan dihasilkan akan menjadi
keunggulan dari penelitian ini. Pengembangan material diarahkan pada dua material yang telah
dijalanani pada penelitian PUPT yaitu: polymeric foam composite dan Concrete Foam
composite. Material baru tersebut akan digunakan untuk menghasilkan Speed Bump pembangkit
daya untuk pintu tol (Toll Gate).

Universitas Sumatera Utara

19
Penelitian awal tentang Speed Bump yang dibuat dari bahan Concrete Foam menggunakan
simulasi elemen hingga telah dilakukan [5]. Peneliti mencari dan memanfaatkan energi
terbarukan, peneliti akan mengembangkan teknologi pembangkit tenaga listrik yang berasal dari
energi mekanik yang dihasilkan dari gerakan mekanik Speed Bump, khususnya pada pintu tol
Gambar 1.1 jalan raya bebas hambatan.

Gambar. 1.1. Pintu Tol jalan bebas hambatan (highway toll gate)
Krisis energi dan lingkungan akhir–akhir ini menjadi isu global, pembakaran bahan bakar
minyak dan batu bara menghasilkan pencemaran lingkungan dan CO2 yang mengakibatkan
pemanasan global. Pemanasan global dapat ditandai dengan perubahan iklim, kekeringan, banjir,

dll. Masyarakat dunia menanggapi masalah ini dengan kerjasama multi literal seperti protokol
kyoto dan perjanjian lingkungan lainnya, kondisi ini mendorong dunia memanfaatkan sumber
energi baru terbarukan (EBT) dan teknologi bersih (Green Technology) pada semua proses
teknologi maupun energi.
Maka untuk menyelesaikan masalah itu diperlukan suatu terobosan dan pembaharuan
dalam hal pemakaian energi, yaitu pemakaian energi alternatif pengganti bahan bakar fosil,
pemakaian energi alternatif yang ramah lingkungan inipun dapat membantu dalam pencegahan
pemanasan global dibanding energi fosil yang mampu merusak lingkungan.

Universitas Sumatera Utara

20
Permintaan energi listrik masyarakat dan industri sekarang semakin meningkat, hal ini
disebabkan banyaknya peralatan mesin yang digunakan oleh masyarakat dan industri untuk
membantu aktivitasnya, hal ini memunculkan beberapa persoalan penting yang sekarang ini
dihadapi sistem kelistrikan di Indonesia. Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebagai penyedia
energi listrik dituntut menambah pasokan energi listrik untuk memenuhi kebutuhan energi listrik
sehingga tidak terjadi pemadaman bergilir. Penambahan pembangkit listrik adalah cara untuk
menambah kapasitas pasokan energi listrik agar dapat memenuhi kebutuhan energi listrik
masyarakat dan industri. Selain itu, adanya sosialisasi tentang pentingnya penghematan energi

listrik. Meskipun ada beberapa upaya yang dilakukan oleh PLN, perlu ada kajian secara intensif
untuk memanfaatakan potensi alam yang dapat digunakan sebagai pembangkit listrik terbarukan
dan ramah lingkungan,
Hampir 90% pembangkit listrik yang ada di Indonesia adalah pembangkit listrik
konvensional, energi primer dari pembangkit konvensional berasal dari batubara dan minyak
bumi yang sifatnya tidak terbarukan serta banyak mengakibatkan polusi udara. Persoalan penting
lain yang dihadapi pemerintah Indonesia adalah kemacetan lalu lintas yang disebabkan
meningkatnya jumlah kendaraan bermotor. Jumlah kendaraan bermotor yang melintas jalan raya
sekarang ini semakin meningkat. Rasio kendaraan bermotor yang melintas di jalan raya semakin
cepat sehingga kondisi jalan raya jarang sepi. Jutaan energi gerak kendaraan di jalan raya atau
TOL dengan kerapatan 10 detik/kendaraan perlu dimanfaatkan. Salah satu pemanfaatannya
adalah dengan membangun Pembangkit listrik tenaga roda berjalan atau pemanfaatan energi
gerak yang terbuang pada saat kendaraan melintasi polisi tidur [6].
Kebutuhan energi yang berbanding lurus dengan peningkatan eksponensial populasi umat
manusia dan menipisnya cadangan batubara, minyak bumi yang dimiliki Indonesia menuntut

Universitas Sumatera Utara

21
untuk melakukan kajian-kajian yang dapat menghasilkan energi listrik dengan memanfaatakan

potensi alam yang terbarukan dan ramah lingkung. Bila semua massa kendaraan memiliki
potensi energi yang dapat dibangkitkan menjadi energi listrik, maka dengan memanfaatkan
media jalan raya dan suatu mekanisme tertentu yang dirancang pada jalan raya, memungkinkan
dapat dihasilkan energi listrik dari sumber yang belum disadari sebelumnya.
Harvesting energy adalah sistem elektrikal yang efektif untuk dapat digunakan mengingat
energi sangat dibutuhkan manusia. “Electricity from Traffic” dijelaskan sebuah ide untuk
membuat energi terbarukan sekaligus ramah lingkungan IC LTC 3588, regulator, sistem
elektrikal, sistem charge dengan memanfaatkan beban.
Pemerintah berupaya memberikan keamanan dan kenyamanan bagi masyarakat dalam
berkendara dan pemasangan fasilitas pengendali dan pengaman pemakai jalan seperti gundukan
melintang (polisi tidur) yang mampu memberikan akses nyaman dan aman bagi pengendara.
Fenomena gundukan melintang pada masyarakat Indonesia sudah lama dikenal.
Polisi tidur merupakan bagian dari rekayasa lalu lintas yang berfungsi sebagai alat
pengendali kecepatan lalu lintas untuk menurunkan kecepatan pada daerah yang memiliki
kondisi geometrik atau tata guna lahan yang kurang menguntungkan sampai 40%, gundukan
melintang berupa peninggian sebagaian badan jalan yang melintang terhadap sumbu jalan
dengan lebar, tinggi dan kelandaian tertentu. Fasilitas polisi tidur dikenal dengan berbagai jenis,
di antaranya; Speed Bump, speed hump, dan speed table.
Permasalahan dapat terjadi dalam pemasangan fasilitas polisi tidur yang tidak sesuai
dengan kriteria, seperti jalan yang memotong suatu tata guna lahan yang memiliki tingkat

aktivitas yang tinggi, dalam pelaksanaan pada jalan lokal (jalan searah atau dua arah, baik

Universitas Sumatera Utara

22
terpisah maupun tidak terpisah), mengenai material bahan yang digunakan serta jarak/spasi dan
dimensi dari polisi tidur itu sendiri.
Ukuran Speed Bump sudah diatur dalam Keputusan Menteri Perhubungan Nomor KM 3
Tahun 1994 tentang Alat Pengendali dan Pengaman Pemakai Jalan. Disana disebutkan bahwa
tinggi maksimum pembatas kecepatan kendaraan adalah 12 cm dan sudut kemiringan 150. Speed
Bump tersebut juga harus diberi garis serong dengan cat putih agar terlihat jelas oleh para
pengendara yang hendak melintas.
Speed bump akan bermanfaat jika ditempatkan dan didesain sesuai dengan aturan
misalkan di jalan lingkungan pemukiman, jalan lokal yang mempunyai kelas jalan IIIC, dan yang
ketiga adalah pada jalan-jalan yang sedang dilakukan pekerjaan konstruksi. Kemudian untuk
aturan ketinggian maksimumnya tidak boleh lebih dari 15 cm, juga kemiringannya 150. Jika
dibuat sesuai dengan kondisi diatas maka akan bermanfaat.
Speed Bump yang tidak sesuai standar bukan hanya merusak kendaraan, tapi juga
membahayakan si pengendara. Tinggi dan sudut kemiringan yang tidak sesuai mengakibatkan
beban kejut dan goncangan kendaraan yang terlalu besar.

Penelitian ini adalah bagian dari riset sudah dilakukan perancangan sistem mekanik untuk
pembuka palang pintu tol yang berada di kota Medan, dan oleh karena itu peneliti ingin
menganalisa struktur Speed Bump yang terbaik untuk di perumahan dan di jalan tol. Berikut pada
gambar 1.2 ditunjukkan desain sistem mekanik yang akan digunakan untuk pemanfaatan Speed
Bump penghasil tenaga listrik.

Universitas Sumatera Utara

23

Gambar 1.2 Sistem mekanik Speed Bump
1.2.

Rumusan Masalah

Concrete foam adalah salah satu jenis beton ringan yang menggunakan foam sebagai
agregat ringannya. Pada umumnya Concrete Foam dibuat dengan cara pengadukan campuran
semen, pasir dan air serta foam yang sudah dibuat dengan memanfaatkan foam generator untuk
membuat busa secara terpisah. Setelah busa terbentuk lalu dimasukkan ke dalam adonan beton
dan selanjutnya ke dalam cetakan. Selain penggunaan busa sebagai agregat ringannya, banyak

juga yang menambahkan agregat ringan lainnya seperti fly ash, batu apung, expanded
polystyrene, Styrofoam, dll.
Pengembangan bahan campuran untuk membuat beton ringan sudah banyak dilakukan
seperti yang disebutkan sebelumnya. Pada tulisan ini, peneliti ingin membuat struktur beton
ringan bentuk spesimen Speed Bump yang dicampur dengan bahan pembuat busa dan limbah
TKKS. TKKS merupakan limbah akhir dari pengolahan biji kelapa sawit yang masih kurang
dimanfaatkan dan cenderung dibuang begitu saja sebagai limbah atau dimanfaatkan sebagai
pupuk alam dan atau dibakar untuk menghasilkan abu gosok. Sehingga perlu dikaji kembali

Universitas Sumatera Utara

24
pemanfaatan limbah TKKS ini menjadi salah satu bahan campuran beton ringan untuk
meningkatkan daya guna yang lebih baik.
Komposisi material bahan beton ringan diambil berdasarkan fraksi berat material
penyusun dari masing-masing material pendukungnya dengan variasi terhadap semen, pasir, air,
foam dan serat TKKS. Variasi tersebut untuk membentuk material beton ringan yang mempunyai
kekuatan yang lebih baik, ekonomis, serta dapat mengurangi berat akhir produk yang dihasilkan.
Untuk mengetahui kelemahan dan ketangguhan struktur Speed Bump dari bahan Concrete
Foam dan Polymeric Foam, tentunya perlu diadakan pengujian lebih lanjut. Adapun metode

pengujian yang dilakukan adalah uji impak jatuh bebas dan uji lindas.
1.3. Tujuan Penelitian
1.3.1. Tujuan umun
Tujuan umum pada penelitian ini adalah menganalisis kelemahan dan ketangguhan
struktur Speed Bump dari bahan Concrete Foam dan Polymeric Foam diperkuat serat Tandan
Kosong Kelapa Sawit (TKKS) terhadap beban impak jatuh bebas dan uji lindas.
1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1.

Untuk mendapatkan Speed Bump yang tangguh dengan menggunakan beton ringan yang
dicampur dengan serat TKKS.

2.

Mengamati serta menyelidiki tegangan yang terjadi pada Speed Bump variasi rongga dengan
menggunakan pengujian impak jatuh bebas.

3.


Untuk mengetahui dan melihat ketahanan spesimen dengan menggunakan pengujian lindas.

Universitas Sumatera Utara

25
1.4. Batasan Masalah
Untuk dapat arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan masalah sebagai
berikut.
1.

Speed Bump yang terbuat dari bahan Concrete Foam dan Polymeric Foam diperkuat dengan
serat TKKS.

2.

Ukuran spesimen yang dibuat 200 × 400 × 150 mm untuk pengujian beban impak jatuh
bebas dan untuk spesimen dengan dimensi 450 × 400 × 40 mm sebagai contoh digunakan
dilapangan.

3.


Pengujian dilakukan untuk mengetahui tegangan kejut yang terjadi sewaktu diberikan gaya
maksimum pada spesimen dan melihat ketahanan spesimen secara visual dengan parameter
ukur retak atau tidaknya spesimen uji.

Universitas Sumatera Utara